八蛋白质分解代谢.pptx

内 容 提 要l蛋白质的营养价值与氮平衡蛋白质的营养价值与氮平衡l外源蛋白质的消化吸收与腐败外源蛋白质的消化吸收与腐败l氨基酸的分解、氨基酸脱氨基的方式氨基酸的分解、氨基酸脱氨基的方式l-酮酸的代谢去路酮酸的代谢去路l血氨的运输、代谢去路血氨的运输、代谢去路l尿素的生成过程尿素的生成过程l一碳单位、蛋氨酸循环一碳单位、蛋氨酸循环l蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸 的特殊代谢衍生物的特殊代谢衍生物第一节 蛋白质的营养作用p蛋白质营养的重要性（生理功用）蛋白质营养的重要性（生理功用）n蛋白质是生命的物质基础蛋白质是生命的物质基础维持细胞、组织的生长、更新与修补维持细胞、组织的生长、更新与修补参与催化、运输、代谢调节参与催化、运输、代谢调节作为能源物质（仅占总能量需求的作为能源物质（仅占总能量需求的20%20%）每克蛋白在体内氧化可生成每克蛋白在体内氧化可生成1717千焦耳（千焦耳（4 4千卡）千卡）此功能可以由糖和脂肪代替此功能可以由糖和脂肪代替n人类必须不断从食物中获取足够量的蛋白质才能人类必须不断从食物中获取足够量的蛋白质才能维持组织更新和保持健康，儿童及孕妇则更需要维持组织更新和保持健康，儿童及孕妇则更需要优质和足量的蛋白质优质和足量的蛋白质一、人体氮平衡及对蛋白质的需要量一、人体氮平衡及对蛋白质的需要量（一）氮平衡（一）氮平衡测定食物中含氮量（摄入氮）与尿、粪中含测定食物中含氮量（摄入氮）与尿、粪中含氮量（排出氮），可以反映人体内蛋白质的代氮量（排出氮），可以反映人体内蛋白质的代谢概况谢概况根据：根据：蛋白质中氮的平均含量是蛋白质中氮的平均含量是16%16%食物中含氮物质绝大多数是蛋白质食物中含氮物质绝大多数是蛋白质体内蛋白质分解产生的含氮物质主要由尿、体内蛋白质分解产生的含氮物质主要由尿、粪排出粪排出有三种氮平衡情况有三种氮平衡情况1.1.氮的总平衡（摄入氮排出氮）：氮的总平衡（摄入氮排出氮）：见于正常成人，氮见于正常成人，氮“收支平衡收支平衡”2.2.氮的正平衡（摄入氮排出氮）：氮的正平衡（摄入氮排出氮）：见于儿童、孕妇、恢复期病人见于儿童、孕妇、恢复期病人部分摄入的氮用于合成机体蛋白质部分摄入的氮用于合成机体蛋白质3.3.氮的负平衡（摄入氮排出氮）：氮的负平衡（摄入氮排出氮）：见于饥饿或消耗性疾病患者见于饥饿或消耗性疾病患者蛋白质摄入量不足蛋白质摄入量不足（二）蛋白质的生理需要量（二）蛋白质的生理需要量根据氮平衡实验计算得知：根据氮平衡实验计算得知：在不进食蛋白质时成人每日最低分解约在不进食蛋白质时成人每日最低分解约20g蛋蛋白质白质由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差异，不可能由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差异，不可能被全部利用，所以：被全部利用，所以：成人每日最低需要摄入成人每日最低需要摄入3050g蛋白质蛋白质为长期保持总氮平衡，应按中国营养学会推荐为长期保持总氮平衡，应按中国营养学会推荐量摄入蛋白质：量摄入蛋白质：成人每日蛋白质的需要量为成人每日蛋白质的需要量为80g二、蛋白质的营养价值二、蛋白质的营养价值p决定蛋白质营养价值的因素决定蛋白质营养价值的因素蛋白质的营养价值取决于蛋白质所含必需氨基蛋白质的营养价值取决于蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量及其比例酸的种类、数量及其比例某种食物蛋白质所含必需氨基酸的量和比例越某种食物蛋白质所含必需氨基酸的量和比例越接近人体蛋白，其营养价值就愈高。接近人体蛋白，其营养价值就愈高。1蛋白质的营养价值：蛋白质的营养价值：氮的保留量占氮的吸收量的百分数：氮的保留量占氮的吸收量的百分数：即即N保留量保留量N吸收量吸收量100若吸收的氮全部保留于体内：若吸收的氮全部保留于体内：即营养价值为即营养价值为1002 2营养必需氨基酸营养必需氨基酸p在营养学上将氨基酸分为在营养学上将氨基酸分为2 2类：类：必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸n必需氨基酸：必需氨基酸：l人体必需但自身不能合成而必须由食物蛋白供给的人体必需但自身不能合成而必须由食物蛋白供给的氨基酸氨基酸l组成人体蛋白质的组成人体蛋白质的2020种氨基酸中有种氨基酸中有8 8种是必需氨基酸：种是必需氨基酸：苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸 赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸n非必需氨基酸：非必需氨基酸：是人体必需但人体自身可以合成的氨基酸是人体必需但人体自身可以合成的氨基酸特殊氨基酸特殊氨基酸体内酪氨酸（体内酪氨酸（TyrTyr）和半胱氨酸（）和半胱氨酸（CysCys）可）可 以分别由苯丙氨酸和蛋氨酸转变而来，所以以分别由苯丙氨酸和蛋氨酸转变而来，所以 食物中酪氨酸、半胱氨酸可以节约苯丙氨酸食物中酪氨酸、半胱氨酸可以节约苯丙氨酸（PhePhe）与蛋氨酸（）与蛋氨酸（MetMet）的量，称它们为）的量，称它们为 半必需氨基酸半必需氨基酸儿童期，组氨酸（儿童期，组氨酸（HisHis）和精氨酸（）和精氨酸（ArgArg）常不能满足营养需要量，成负氮平衡。有常不能满足营养需要量，成负氮平衡。有 人也将其划为必需氨基酸人也将其划为必需氨基酸第二节第二节 外源蛋白质的消化、吸收与腐败外源蛋白质的消化、吸收与腐败食物蛋白质的消化、吸收是人体氨基酸的主要来食物蛋白质的消化、吸收是人体氨基酸的主要来源源一、蛋白质的消化：一、蛋白质的消化：食物蛋白质在酶作用下水解为氨基酸和小肽食物蛋白质在酶作用下水解为氨基酸和小肽未消化的蛋白质不吸收，直接进入人体还可以未消化的蛋白质不吸收，直接进入人体还可以产生过敏（抗原）或毒性（毒素）反应产生过敏（抗原）或毒性（毒素）反应消化部位：消化部位：自胃中开始，主要在小肠自胃中开始，主要在小肠（一）胃中消化（一）胃中消化蛋白质在胃中的消化由胃蛋白酶作用蛋白质在胃中的消化由胃蛋白酶作用胃蛋白酶以酶原的形式由胃粘膜主细胞分泌胃蛋白酶以酶原的形式由胃粘膜主细胞分泌胃蛋白酶原被盐酸激活，胃蛋白酶有自身激活胃蛋白酶原被盐酸激活，胃蛋白酶有自身激活作用作用此酶特异性差，水解不完全，产物是多肽和少此酶特异性差，水解不完全，产物是多肽和少量（游离）氨基酸量（游离）氨基酸胃蛋白酶水解位点是芳香族氨基酸的羧基形成胃蛋白酶水解位点是芳香族氨基酸的羧基形成的肽键的肽键胃蛋白酶对乳中的酪蛋白有凝乳作用，可以延胃蛋白酶对乳中的酪蛋白有凝乳作用，可以延长乳液在胃中的停留时间而加强消化长乳液在胃中的停留时间而加强消化胃蛋白酶的作用胃蛋白酶的作用HClHCl激活激活激活激活胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶原（相对分子质量（相对分子质量（相对分子质量（相对分子质量4 4万）万）万）万）胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶（相对分子质量（相对分子质量（相对分子质量（相对分子质量3.33.3万）万）万）万）自身激活自身激活自身激活自身激活氨基末端氨基末端氨基末端氨基末端4242个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基个氨基酸残基蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质多肽多肽多肽多肽氨基酸（少量）氨基酸（少量）氨基酸（少量）氨基酸（少量）（二）小肠中消化（主要部位）（二）小肠中消化（主要部位）消化的酶：消化的酶：胰液、小肠液（细胞膜）多种蛋白酶及肽酶胰液、小肠液（细胞膜）多种蛋白酶及肽酶 1 1胰液中的蛋白酶胰液中的蛋白酶最适最适pH7.0pH7.0，产物是氨基，产物是氨基酸和寡肽酸和寡肽（1 1）内肽酶）内肽酶从肽链内部水解肽键从肽链内部水解肽键（2 2）外肽酶）外肽酶从肽链末端水解肽键从肽链末端水解肽键 （二）小肠中消化（主要部位）（二）小肠中消化（主要部位）2 2肠液中的肠激酶肠液中的肠激酶激活胰蛋白酶原激活胰蛋白酶原3 3小肠粘膜细胞（刷状缘及胞液）小肠粘膜细胞（刷状缘及胞液）氨基肽酶、二肽酶氨基肽酶、二肽酶产物是氨基酸产物是氨基酸3 3种内肽酶的作用种内肽酶的作用内肽酶的概念内肽酶的概念 从肽链内部水解特定的肽键。从肽链内部水解特定的肽键。3 3种内肽酶对肽键氨基酸特异性要求：种内肽酶对肽键氨基酸特异性要求：精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸COHNCOHN肽键肽键肽键肽键胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸任何氨基任何氨基任何氨基任何氨基 酸酸酸酸COHNCOHN肽肽肽肽 键键键键糜蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶脂肪族氨基脂肪族氨基脂肪族氨基脂肪族氨基 酸酸酸酸任何氨基任何氨基任何氨基任何氨基 酸酸酸酸COHNCOHN肽肽肽肽 键键键键弹性蛋白弹性蛋白弹性蛋白弹性蛋白 酶酶酶酶2 2种外肽酶的作用种外肽酶的作用外肽酶的概念外肽酶的概念从肽链末端每次水解从肽链末端每次水解1 1个肽键。个肽键。介绍介绍2 2种羧基肽酶（羧基肽酶种羧基肽酶（羧基肽酶A A、羧基肽酶、羧基肽酶B B）除赖氨酸除赖氨酸除赖氨酸除赖氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸以外的氨基酸以外的氨基酸以外的氨基酸以外的氨基酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸 COHNCOHN肽键肽键肽键肽键 羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶 A A赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸 COHNCOHN肽肽肽肽 键键键键羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶 B B胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶HCl(+)(凝乳作用凝乳作用)胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂肠激酶肠激酶糜蛋糜蛋白酶白酶糜蛋白糜蛋白酶原酶原弹性蛋弹性蛋 白酶原白酶原 弹性弹性蛋白酶蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原A A，B B羧肽酶羧肽酶A A，B B(特异性差特异性差)蛋白酶原及其激活蛋白酶原及其激活()胰蛋白酶胰蛋白酶2 2种寡肽酶的作用种寡肽酶的作用寡肽酶存在于小肠粘膜细胞刷状缘和胞液寡肽酶存在于小肠粘膜细胞刷状缘和胞液p氨基肽酶：氨基肽酶：从氨基末端逐个水解出氨基酸，最后生成二肽从氨基末端逐个水解出氨基酸，最后生成二肽氨基末端的氨基末端的氨基末端的氨基末端的任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸任何氨基酸COHN COHN 肽链肽链肽链肽链 肽键肽键肽键肽键氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶 非脯氨酸非脯氨酸非脯氨酸非脯氨酸p二肽酶：二肽酶：二肽酶：二肽酶：水解任何的二肽成为氨基酸水解任何的二肽成为氨基酸水解任何的二肽成为氨基酸水解任何的二肽成为氨基酸说说 明明食物中的蛋白质经胃蛋白酶和胰液中蛋白酶消食物中的蛋白质经胃蛋白酶和胰液中蛋白酶消化后有化后有1/31/3是氨基酸、是氨基酸、2/32/3是肽是肽寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞内进行，最后寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞内进行，最后由氨基肽酶和二肽酶作用水解成氨基酸由氨基肽酶和二肽酶作用水解成氨基酸各种酶协同作用使蛋白质的消化效率极高各种酶协同作用使蛋白质的消化效率极高正常成人，食物蛋白的正常成人，食物蛋白的95%95%可以水解完全可以水解完全但是，一些纤维蛋白只能部分水解但是，一些纤维蛋白只能部分水解二、氨基酸的吸收和转运二、氨基酸的吸收和转运p食物中的蛋白质经消化产生的氨基酸主要食物中的蛋白质经消化产生的氨基酸主要 在小肠中吸收在小肠中吸收p吸收机制不完全清楚吸收机制不完全清楚p一般认为：一般认为：氨基酸吸收是消耗能量的主动吸收过程，氨基酸吸收是消耗能量的主动吸收过程，同时需要转运蛋白（载体）同时需要转运蛋白（载体）氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白实验证明：实验证明：肠粘膜细胞膜上的氨基酸转运蛋白，能与氨基肠粘膜细胞膜上的氨基酸转运蛋白，能与氨基酸和酸和NaNa+形成三联体，将氨基酸和形成三联体，将氨基酸和NaNa+转运进入转运进入细胞细胞NaNa+则借助于钠泵排出细胞外，同时消耗则借助于钠泵排出细胞外，同时消耗ATPATP氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白至少有至少有7 7种转运蛋白参与氨基酸的主动吸收：种转运蛋白参与氨基酸的主动吸收：中性氨基酸转运蛋白（包括极性与非极性中性氨基酸转运蛋白（包括极性与非极性2 2种）种）酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨酸及甘氨酸转运蛋白（效率低）亚氨酸及甘氨酸转运蛋白（效率低）此外还有此外还有氨基酸转运蛋白和二肽及三肽转运蛋氨基酸转运蛋白和二肽及三肽转运蛋白白共用同一转运蛋白的氨基酸之间有竞争作用共用同一转运蛋白的氨基酸之间有竞争作用组织细胞对氨基酸的摄取组织细胞对氨基酸的摄取逆浓度的主动转运（继发性协同转运）逆浓度的主动转运（继发性协同转运）细胞对氨基酸的摄取需要膜上转运蛋白并且需要细胞对氨基酸的摄取需要膜上转运蛋白并且需要NaNa+的同向协同转运，需要钠泵（的同向协同转运，需要钠泵（NaNa+-K-K+-ATP-ATP酶）。酶）。KK+Na Na+NaNa+氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸NaNa+氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸KK+Na Na+ATP ADP+PiATP ADP+Pi细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜细胞内细胞内细胞内细胞内细胞外细胞外细胞外细胞外三、蛋白质的腐败作用三、蛋白质的腐败作用p腐败作用：腐败作用：l肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化的蛋白肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化的蛋白质或未吸收的消化产物作用，产生一系列产物质或未吸收的消化产物作用，产生一系列产物的过程的过程l部位主要是在大肠的下段部位主要是在大肠的下段n腐败作用的实质是细菌本身的代谢腐败作用的实质是细菌本身的代谢腐败的产物多数对人体有害腐败的产物多数对人体有害胺、氨、吲哚、胺、氨、吲哚、酚、硫化氢等酚、硫化氢等少数对人体有益少数对人体有益少量脂肪酸和维生素少量脂肪酸和维生素K K（一）胺类的生成（一）胺类的生成肠道细菌的蛋白酶使蛋白质水解，再肠道细菌的蛋白酶使蛋白质水解，再经氨基酸脱羧基作用产生胺类。经氨基酸脱羧基作用产生胺类。细菌蛋白酶细菌蛋白酶细菌蛋白酶细菌蛋白酶+H+H2 2OO蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 胺类胺类胺类胺类脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用-CO-CO2 2组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸 组胺组胺组胺组胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸 尸胺尸胺尸胺尸胺降压物质降压物质降压物质降压物质酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 酪胺酪胺酪胺酪胺色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸 色胺色胺色胺色胺升压物质升压物质升压物质升压物质 其他有害物质其他有害物质1 1酪氨酸脱羧产生的酪胺氧化脱氨生成：酪氨酸脱羧产生的酪胺氧化脱氨生成：对甲酚、苯酚对甲酚、苯酚2 2色氨酸分解：色氨酸分解：甲基吲哚、吲哚（粪便臭味来源）甲基吲哚、吲哚（粪便臭味来源）3 3半胱氨酸分解：半胱氨酸分解：硫醇、硫化氢、甲烷硫醇、硫化氢、甲烷（二）氨的生成（二）氨的生成肠道氨的肠道氨的2 2个来源：个来源：肠细菌对氨基酸的还原性脱氨（主要）肠细菌对氨基酸的还原性脱氨（主要）血液尿素扩散入肠腔受肠道细菌脲酶的血液尿素扩散入肠腔受肠道细菌脲酶的分解产生氨分解产生氨肠腔肠腔pHpH降低可减少氨吸收，反之加强。降低可减少氨吸收，反之加强。1 1 R-CHR-CH（NHNH2 2）-COOH-COOH氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸R-CHR-CH2 2-COOH-COOH羧酸羧酸羧酸羧酸+NH+NH3 3氨氨氨氨2H2H2 2 HH2 2N-CO-NHN-CO-NH2 22NH2NH3 3HH2 2OOCOCO2 2第三节第三节 体内蛋白质的降解体内蛋白质的降解p人体蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中人体蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中1 1.半衰期半衰期t t1/21/2（half-lifehalf-life）代表蛋白质寿命的长短）代表蛋白质寿命的长短 即蛋白质浓度降至其原浓度一半时所需要的时间即蛋白质浓度降至其原浓度一半时所需要的时间成人每天降解的蛋白量为成人每天降解的蛋白量为1%1%2%2%，不同的蛋白质，不同的蛋白质 寿命差寿命差异很大，从数秒到数月异很大，从数秒到数月一些代谢途径关键酶的一些代谢途径关键酶的t t1/21/2极短极短肝脏中大部分蛋白质的肝脏中大部分蛋白质的t t1/21/2（约在（约在1 18d8d）血浆蛋白血浆蛋白t t1/21/2（约（约10d10d）结缔组织蛋白结缔组织蛋白t t1/21/2很长（约很长（约180d180d）2 2蛋白降解酶类蛋白降解酶类-蛋白酶、肽酶蛋白酶、肽酶p真核细胞中蛋白降解有两条途径真核细胞中蛋白降解有两条途径 （1 1）不依赖）不依赖ATPATP的过程，在溶酶体进行的过程，在溶酶体进行n降解的对象：降解的对象：胞外来源蛋白、膜蛋白、长寿命的胞内蛋白胞外来源蛋白、膜蛋白、长寿命的胞内蛋白（2 2）依赖）依赖ATPATP与泛素的过程，在细胞液进行与泛素的过程，在细胞液进行n降解对象：降解对象：异常蛋白、损伤蛋白、短寿命蛋白、异常蛋白、损伤蛋白、短寿命蛋白、（对于无溶酶体的（对于无溶酶体的RBCRBC很重要）很重要）n泛素：泛素：l相对分子质量相对分子质量85008500（7676个氨基酸残基）个氨基酸残基）l作作用用泛泛素素与与被被降降解解蛋蛋白白连连接接，形形成成大大复复合合体体（相相对对分分子质量超过子质量超过10106 6）而使被降解蛋白激活）而使被降解蛋白激活蛋白质降解的胞液途径蛋白质降解的胞液途径第四节第四节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢p外源性氨基酸：外源性氨基酸：n食物蛋白质消化吸收的蛋白质食物蛋白质消化吸收的蛋白质p内源性氨基酸：内源性氨基酸：n体内蛋白质降解产生与合成的氨基酸体内蛋白质降解产生与合成的氨基酸p氨基酸代谢库：氨基酸代谢库：n内源性与外源性氨基酸混合在一起内源性与外源性氨基酸混合在一起 分布于体液各处参与代谢分布于体液各处参与代谢p氨基酸代谢库以游离氨基酸总量计氨基酸代谢库以游离氨基酸总量计体内氨基酸的来源与去路体内氨基酸的来源与去路氨氨氨氨 基基基基 酸酸酸酸 代代代代 谢谢谢谢 库库库库来源来源来源来源去路去路去路去路食物蛋白食物蛋白组织蛋白组织蛋白合成氨基酸合成氨基酸（非必需氨基酸）（非必需氨基酸）降解降解脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基转化或参与合成转化或参与合成合成合成组织蛋白质组织蛋白质某些含氮化合物某些含氮化合物NH3尿素尿素胺类胺类-酮酸酮酸糖、酮体糖、酮体氧化供能氧化供能氨基酸氨基酸消化吸收消化吸收一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用p从量上而言，氨基酸脱氨基作用是氨从量上而言，氨基酸脱氨基作用是氨 基酸分解代谢的首要反应基酸分解代谢的首要反应p氨基酸脱氨基可以在大多数组织进行氨基酸脱氨基可以在大多数组织进行p氨基酸脱氨基的方式：氨基酸脱氨基的方式：转氨基转氨基氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基最为重要最为重要（一）转氨基作用（一）转氨基作用p转氨酶催化一种氨基酸的转氨酶催化一种氨基酸的-氨基转移到一种氨基转移到一种-酮酸的酮基上生成相应的氨基酸，原来的酮酸的酮基上生成相应的氨基酸，原来的氨基酸转变成氨基酸转变成-酮酸酮酸l反应并无氨的真正脱出反应并无氨的真正脱出p转氨酶催化的反应可逆（平衡常数近于转氨酶催化的反应可逆（平衡常数近于1 1）反）反应方向取决于应方向取决于4 4种反应物的浓度种反应物的浓度l是体内合成非必需氨基酸的重要途径是体内合成非必需氨基酸的重要途径1 1转氨酶转氨酶p体内有多种转氨酶，具有特异性：体内有多种转氨酶，具有特异性：n转氨酶催化不同氨基酸的转氨基作用具有专转氨酶催化不同氨基酸的转氨基作用具有专一性一性n-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸作为氨基接酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸作为氨基接受体的转氨酶体系常见受体的转氨酶体系常见n谷氨酸与谷氨酸与-酮酸的转氨酶最为重要酮酸的转氨酶最为重要l 如：丙氨酸转氨酶（如：丙氨酸转氨酶（GPTGPT或或ALTALT）和天冬）和天冬氨酸转氨酶（氨酸转氨酶（GOTGOT或或ASTAST）p转氨酶的辅酶为磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶为磷酸吡哆醛2 2转氨基反应转氨基反应R1-C-COOHOR2-CH-COOHNH2R1-CH-COOHNH2R2-C-COOHO转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶 （磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）（磷酸吡哆醛）用用1515N N标记的氨基酸进行示踪实验证明标记的氨基酸进行示踪实验证明p体内大多数氨基酸都可进行转氨基作用体内大多数氨基酸都可进行转氨基作用（赖、脯氨酸除外）（赖、脯氨酸除外）p多数氨基酸都有其特异的转氨酶多数氨基酸都有其特异的转氨酶多种氨基酸与多种氨基酸与 酮戊二酸之间的转氨酶最为重要酮戊二酸之间的转氨酶最为重要两种重要的转氨酶两种重要的转氨酶 丙氨酸：丙氨酸：酮戊二酸氨基转移酶酮戊二酸氨基转移酶简称丙氨酸转氨酶简称丙氨酸转氨酶（alanine transaminase ALT或或GPT）天冬氨酸：天冬氨酸：酮戊二酸氨基转移酶酮戊二酸氨基转移酶简称天冬氨酸转氨酶简称天冬氨酸转氨酶（aspartate transaminase AST或或GOT）ALTALT和和ASTAST催化的反应催化的反应 ALTALT与与ASTAST在体内各组织中的分布在体内各组织中的分布 组织组织ASTASTALTALT单位单位/克湿组织克湿组织单位单位/克湿组织克湿组织心心156 000156 0007 1007 100肝肝142 000142 00044 00044 000骨骼肌骨骼肌99 00099 0004 8004 800肾肾91 00091 00019 00019 000胰腺胰腺28 00028 0002 0002 000脾脾14 00014 0001 2001 200肺肺10 00010 000700700血清血清202016163 3转氨基作用机制转氨基作用机制转氨机制转氨机制(省略了与酶蛋白结合、分子重排和水解等过程省略了与酶蛋白结合、分子重排和水解等过程)转氨机制转氨机制4 4转氨基作用的意义转氨基作用的意义p转氨作用可以使氨基酸移去氨基进而分转氨作用可以使氨基酸移去氨基进而分解，其逆反应可合成非必需氨基酸解，其逆反应可合成非必需氨基酸p此过程只有氨基的转移，而没有自由氨此过程只有氨基的转移，而没有自由氨的生成的生成p部分氨基酸可以直接或间接以部分氨基酸可以直接或间接以-酮戊二酮戊二酸为受氨体生成谷氨酸再氧化脱氨释放酸为受氨体生成谷氨酸再氧化脱氨释放自由氨自由氨（二）氧化脱氨基（二）氧化脱氨基有有2 2种酶催化氧化脱氨基：种酶催化氧化脱氨基：1 1氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FMNFMN或或FADFAD）nL-L-氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FMNFMN）：）：l分布差（限于肝、肾）、活性低，作用小分布差（限于肝、肾）、活性低，作用小nD-D-氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FADFAD）：）：l分布广、活性大，可作用于分布广、活性大，可作用于D-D-氨基酸；体氨基酸；体内作用不明内作用不明L-L-氨基酸氧化酶催化的反应氨基酸氧化酶催化的反应-氨基酸氨基酸-亚氨酸亚氨酸 FMNFMNFMNHFMNH2 2氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶-酮酸酮酸H2ONH4+RCCOOHRCCOOH NH NH 亚氨酸亚氨酸亚氨酸亚氨酸（二）氧化脱氨基（二）氧化脱氨基有有2 2种酶催化氧化脱氨基：种酶催化氧化脱氨基：1 1氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FMNFMN或或FADFAD）2 2L-L-谷氨酸脱氢酶（辅酶为谷氨酸脱氢酶（辅酶为NADNAD+或或NADPNADP+）l分布广（肌肉除外）、活性强，十分重分布广（肌肉除外）、活性强，十分重要；尤其是在联合脱氨基作用中。要；尤其是在联合脱氨基作用中。L-L-谷氨酸脱氢酶催化的反应谷氨酸脱氢酶催化的反应L-谷氨酸谷氨酸脱氢酶脱氢酶NAD+NADH+H+H+H2 2OO-H-H2 2OO+NH+NH3 3COOHCH-NH2CH2CH2COOHL-谷氨酸谷氨酸COOHC=NHCH2CH2COOH亚氨酸亚氨酸COOHC=OCH2CH2COOH-酮戊二酸酮戊二酸（三）联合脱氨基（三）联合脱氨基p体内最重要的脱氨基方式体内最重要的脱氨基方式p联合脱氨基有联合脱氨基有2 2条反应途径：条反应途径：n转氨基偶联谷氨酸氧化脱氨（肝、肾活跃）转氨基偶联谷氨酸氧化脱氨（肝、肾活跃）n嘌呤核苷酸循环（主要在骨骼肌）嘌呤核苷酸循环（主要在骨骼肌）p通过联合脱氨基作用可以满足通过联合脱氨基作用可以满足2020种氨基酸种氨基酸脱氨基作用脱氨基作用1 1联合脱氨基联合脱氨基 转氨基与谷氨酸氧化脱氨偶联作用转氨基与谷氨酸氧化脱氨偶联作用L-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸L-谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶转氨酶转氨酶2 2嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环p在骨骼肌和心肌中在骨骼肌和心肌中L L谷氨酸脱氢酶的活性低谷氨酸脱氢酶的活性低l这些组织的氨基酸难于进行联合脱氨基作用这些组织的氨基酸难于进行联合脱氨基作用p而是通过嘌呤核苷酸循环而是通过嘌呤核苷酸循环 （purine nucleotide cyclepurine nucleotide cycle）脱氨基）脱氨基2 2嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环p其具体步骤其具体步骤在在肌肌肉肉等等组组织织中中氨氨基基酸酸通通过过转转氨氨基基作作用用，使使草草酰乙酸生成天冬氨酸酰乙酸生成天冬氨酸天天冬冬氨氨酸酸与与IMPIMP反反应应生生成成腺腺苷苷酸酸代代琥琥珀珀酸酸，后后者裂解出延胡索酸生成者裂解出延胡索酸生成AMPAMPAMPAMP又又在在腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶催催化化下下脱脱去去氨氨基基，最最终终完成了氨基酸的脱氨基作用完成了氨基酸的脱氨基作用 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环谷氨酸谷氨酸-酮酮戊二酸戊二酸氨基酸氨基酸-酮酸酮酸二、氨的代谢二、氨的代谢p血氨：血氨：l机体代谢产生的氨及消化道吸收来的氨进入机体代谢产生的氨及消化道吸收来的氨进入血液称为血氨血液称为血氨l正常血氨含量正常血氨含量0.1mg/dL0.1mg/dL（0.60.6mol/Lmol/L）p氨有毒性，尤其是对大脑具有毒害作用氨有毒性，尤其是对大脑具有毒害作用p氨主要在肝脏合成尿素而解毒氨主要在肝脏合成尿素而解毒l严重肝病患者尿素合成降低导致血氨升高严重肝病患者尿素合成降低导致血氨升高（一）血氨的来源（一）血氨的来源p体内的氨有如下几个来源：体内的氨有如下几个来源：1 1氨基酸脱氨基产生的氨（主要来源）氨基酸脱氨基产生的氨（主要来源）2 2胺的分解产生的氨胺的分解产生的氨RCHRCH2 2NHNH2 2 RCHO+NH RCHO+NH3 3（胺氧化酶）（胺氧化酶）3 3嘌呤与嘧啶的降解产生氨嘌呤与嘧啶的降解产生氨4 4肠道吸收的氨肠道吸收的氨l肠内氨基酸在细菌作用下产氨（腐败作用）肠内氨基酸在细菌作用下产氨（腐败作用）l肠道尿素在细菌脲酶作用下水解产氨肠道尿素在细菌脲酶作用下水解产氨5 5肾小管上皮细胞分泌的氨肾小管上皮细胞分泌的氨Gln+HGln+H2 2O Glu+NHO Glu+NH3 3（谷氨酰胺酶催化此反应）（谷氨酰胺酶催化此反应）（二）血氨的转运（二）血氨的转运p体内氨的转运有两种形式：体内氨的转运有两种形式：1 1谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺从脑和肌肉向肝和肾转运氨谷氨酰胺从脑和肌肉向肝和肾转运氨谷氨酰胺既是氨的解毒产物，又是氨的储存谷氨酰胺既是氨的解毒产物，又是氨的储存和运输形式和运输形式是血液中含量最高的氨基酸（是血液中含量最高的氨基酸（8.3mg/dL8.3mg/dL）。）。对氨中毒病人可以用谷氨酸盐降低血氨浓度对氨中毒病人可以用谷氨酸盐降低血氨浓度2 2丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用L-GluL-GluL-GlnL-GlnNHNH3 3+ATP+ATPADP+PiADP+PiGlnGln合成酶合成酶合成酶合成酶脑、肌肉脑、肌肉脑、肌肉脑、肌肉NHNH3 3HH2 2OOGlnGln酶酶酶酶肝、肾肝、肾肝、肾肝、肾L-GluL-GluL-GlnL-Gln血液血液血液血液运输运输运输运输 氨在肝合成尿素，肾则以尿素及铵盐的形式排出氨在肝合成尿素，肾则以尿素及铵盐的形式排出氨在肝合成尿素，肾则以尿素及铵盐的形式排出氨在肝合成尿素，肾则以尿素及铵盐的形式排出L-L-谷氨酸谷氨酸 （血液）（血液）谷氨酰胺谷氨酰胺（肝脏、肾脏）（肝脏、肾脏）L-谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺NH3 H2O尿素（肝）尿素（肝）铵盐（肾）少部分铵盐（肾）少部分NH3+ATP ADP+PiL-谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺（脑组织、肌肉组织）（脑组织、肌肉组织）谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用GlnGln的合成与分解的合成与分解谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶合成酶合成酶合成酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶天冬酰胺酶治疗白血病天冬酰胺酶治疗白血病减少血液天冬酰胺而抑制白血病细减少血液天冬酰胺而抑制白血病细 胞蛋白质的合成胞蛋白质的合成p体内还可在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰体内还可在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰 胺提供酰胺基，转移到天冬氨酸生成天冬酰胺。胺提供酰胺基，转移到天冬氨酸生成天冬酰胺。p天冬酰胺是细胞蛋白质合成所需的氨基酸，一天冬酰胺是细胞蛋白质合成所需的氨基酸，一 般细胞可自身合成，不必依靠外源供应。般细胞可自身合成，不必依靠外源供应。p细胞分裂异常迅速的白血病细胞，自身合成的细胞分裂异常迅速的白血病细胞，自身合成的 天冬酰胺不能满足需要，则要依赖外源供应。天冬酰胺不能满足需要，则要依赖外源供应。ATPATP天冬酰胺的合成与分解天冬酰胺的合成与分解天冬酰胺天冬酰胺合成酶合成酶PPiPPi酶酶-天冬酰基天冬酰基腺苷酸复合物腺苷酸复合物天冬天冬天冬天冬氨酸氨酸氨酸氨酸天冬天冬天冬天冬酰胺酰胺酰胺酰胺GluGluAMPAMP天冬酰胺酶天冬酰胺酶HH2 2OO天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺GlnGln NH NH3 32 2丙氨酸葡萄糖循环丙氨酸葡萄糖循环p丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖循循环环（alanine-glucose alanine-glucose cyclecycle）为为丙丙氨酸在体内的运氨作用，主要发生在肌肉组织氨酸在体内的运氨作用，主要发生在肌肉组织n肌肌肉肉蛋蛋白白质质在在分分解解代代谢谢过过程程中中，特特别别在在饥饥饿饿等等蛋蛋白白质质分分解代谢加强时，氨基酸经脱氨基作用而产氨增加。解代谢加强时，氨基酸经脱氨基作用而产氨增加。n氨氨可可通通过过与与酮酮戊戊二二酸酸结结合合生生成成谷谷氨氨酸酸，再再经经转转氨氨基基作用将氨基转给丙酮酸使生成丙氨酸。作用将氨基转给丙酮酸使生成丙氨酸。l丙酮酸主要来自葡萄糖的酵解途径。丙酮酸主要来自葡萄糖的酵解途径。n丙丙氨氨酸酸在在肌肌肉肉组组织织生生成成后后经经过过血血液液运运送送至至肝肝，在在肝肝内内丙丙氨酸经联合脱氨基作用脱去氨基生成丙酮酸。氨酸经联合脱氨基作用脱去氨基生成丙酮酸。n丙丙酮酮酸酸经经葡葡糖糖异异生生途途径径而而生生成成葡葡萄萄糖糖，葡葡萄萄糖糖再再经经血血液液输入肌肉，形成丙氨酸输入肌肉，形成丙氨酸葡萄糖循环。葡萄糖循环。丙氨酸葡萄糖循环丙氨酸葡萄糖循环血液血液肌肉肌肉肝脏肝脏葡萄糖葡萄糖丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途径糖酵解途径糖异生途径糖异生途径尿素尿素NH3NH3氨基酸氨基酸丙氨酸葡萄糖循环生理意义丙氨酸葡萄糖循环生理意义p该该循循环环将将肌肌肉肉氨氨基基酸酸脱脱氨氨基基产产生生的的氨氨运运到到肝肝生生成成尿尿素素，同同时时为为肝肝提提供供糖糖异异生生的的原原料料，对对防止血氨升高有重要意义。防止血氨升高有重要意义。（三）尿素的合成（三）尿素的合成p尿素合成的部位：尿素合成的部位：肝脏为主（其他如肾和脑合成量极少）肝脏为主（其他如肾和脑合成量极少）p临床观察支持肝是尿素合成的器官：临床观察支持肝是尿素合成的器官：急性肝坏死患者的血液和尿液中几乎没有尿素，急性肝坏死患者的血液和尿液中几乎没有尿素，但氨基酸量增加。但氨基酸量增加。p肝脏是尿素合成部位的实验证据：肝脏是尿素合成部位的实验证据：切切除除动动物物（犬犬）的的肝肝脏脏保保留留肾肾脏脏，则则血血液液和和尿尿中中尿尿素素含含量量都都降降低低。给给此此动动物物人人工工饲饲喂喂或或输输入入氨氨基基酸酸，则则氨氨基基酸酸大大部部分分积积存存于于血血液液、少少部部分分尿出，同时血氨增高（氨基酸脱氨基）。尿出，同时血氨增高（氨基酸脱氨基）。切切除除动动物物（犬犬）的的肾肾脏脏保保留留肝肝脏脏，则则血血液液中中尿尿素含量明显增高。素含量明显增高。切切除除动动物物（犬犬）的的肝肝脏脏和和肾肾脏脏，则则血血尿尿素素很很低低、血氨显著增高。血氨显著增高。尿素合成的过程尿素合成的过程尿素的合成反应称为：尿素的合成反应称为：鸟氨酸循环鸟氨酸循环尿素循环尿素循环KrebsHenseleit cycleKrebsHenseleit cycleNH2CONH （CH2）3 H2N-CH COOHNH2CO NH2 CO2+NH3H2OH2ONH3H2O鸟氨酸循环鸟氨酸循环 瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸 （CH2）3 H2N-CH COOHNH2C NHNH 尿素尿素NH2 （CH2）3 H2N-CH COOH鸟氨酸鸟氨酸尿素生成步骤尿素生成步骤-1-1p氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 1 1）反应的细胞部位：）反应的细胞部位：线粒体线粒体 2 2）催化此反应的酶：）催化此反应的酶：氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-CPS-）此酶受此酶受N-N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGAAGA）的变构激活）的变构激活 3 3）反应不可逆，消耗）反应不可逆，消耗2ATP2ATP，需要，需要MgMg2+2+参加参加 4 4）氨基甲酰磷酸是高能化合物，性质活泼，）氨基甲酰磷酸是高能化合物，性质活泼，易于和鸟氨酸结合生成瓜氨酸易于和鸟氨酸结合生成瓜氨酸 氨基甲酰磷酸合成反应氨基甲酰磷酸合成反应CO2+NH3+H2O2ATP2ATPNH2C=OOPO32-2ADP+Pi2ADP+PiCPS-CPS-COOHCOOHCHCHCHCH2 2CHCH2 2COOHCOOHCHCH3 3-C-NH-C-NHOON-N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGAAGA）尿素生成步骤尿素生成步骤-1-1氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 1 1）反应的细胞部位：线粒体。）反应的细胞部位：线粒体。2 2）催化此反应的酶：）催化此反应的酶：鸟氨酸氨基甲酰转移酶（鸟氨酸氨基甲酰转移酶（OCTOCT）。）。通常在线粒体与通常在线粒体与CPS-ICPS-I结合成酶的复合体。结合成酶的复合体。3 3）此反应不可逆。）此反应不可逆。能量来自氨基甲酰磷酸的高能键的裂解能量来自氨基甲酰磷酸的高能键的裂解。尿素生成步骤尿素生成步骤-2-2瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成反应瓜氨酸的合成反应NH2C=OOPO32-PiPiOCTOCT鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶NH2CH2CH2CH2CH-NH2COOH鸟氨酸鸟氨酸NHCH2CH2CH2CH-NH2COOH瓜氨酸瓜氨酸NH2C=O 尿素生成步骤尿素生成步骤-2-2p反应部位：细胞液反应部位：细胞液p反应分反应分2 2步进行：步进行：精氨酸代琥珀酸的合成与裂解精氨酸代琥珀酸的合成与裂解n精氨酸代琥珀酸合成酶（精氨酸代琥珀酸合成酶（ASSASS）l瓜瓜氨氨酸酸出出线线粒粒体体，在在胞胞液液中中与与AspAsp生生成成精精氨氨酸酸代代琥珀酸琥珀酸l反应由反应由ATPATP供能（利用供能（利用ATPATP的的-磷酸酯键）磷酸酯键）n精氨酸代琥珀酸裂解酶（精氨酸代琥珀酸裂解酶（ASLASL）l精氨酸代琥珀酸裂解为精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解为精氨酸和延胡索酸 尿素生成步骤尿素生成步骤-3-3精氨酸的合成精氨酸的合成精氨酸代琥珀酸的合成反应精氨酸代琥珀酸的合成反应ASSASS精氨酸代琥精氨酸代琥精氨酸代琥精